Arduino napajani multimetar: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

U ovom ćete projektu graditi voltmetar i ohmmetar pomoću funkcije digitalRead na Arduinu. Moći ćete očitati gotovo svaku milisekundu, mnogo preciznije od tipičnog multimetra.

Konačno, podacima se može pristupiti na serijskom monitoru, koji se zatim može kopirati u druge dokumente, npr. excel, ako želite analizirati podatke.

Dodatno, budući da su tipični Arduini ograničeni na samo 5 V, prilagođavanje kruga razdjelnika potencijala omogućit će vam promjenu maksimalnog napona koji Arduino može izmjeriti.

U ovaj krug je ugrađen i čip ispravljača mosta koji će omogućiti multimetru da mjeri ne samo istosmjerni nego i izmjenični napon.

Supplies

1) 1 x Arduino nano/Arduino Uno + priključni kabel

2) 5cm x 5cm Perfboard

3) 20 x kratkospojni kablovi ili žice

4) 1 x 1K otpornik

5) 2x otpornika iste vrijednosti (nije važno koje su vrijednosti)

6) 1 x 16x2 LCD ekran (opcionalno)

7) 1 x ispravljač mosta DB107 (može se zamijeniti sa 4 diode)

8) 1 x 100K ili 250K potenciometar

9) 6 krokodilskih kopči

10) 1 x Prekidač sa blokiranjem

11) 1 x 9V baterija + spojnica

Korak 1: Nabavka materijala

Većina artikala može se kupiti na Amazonu. Na Amazonu postoji nekoliko elektroničkih kompleta koji vam pružaju sve osnovne komponente poput otpornika, dioda, tranzistora itd.

Ona koju sam pronašao kako bi me udario u novce dostupna je na ovom linku.

Osobno sam već imao većinu komponenti jer radim dosta ovakvih projekata. Za pronalazače u Singapuru, Sim Lim Tower je mjesto za kupovinu svih elektroničkih komponenti. I

preporučuju svemirsku elektroniku, kontinentalnu elektroniku ili Hamiltonovu elektroniku na 3. katu.

Korak 2: Razumijevanje kruga (1)

Krug je zapravo malo složeniji nego što biste mogli očekivati. Ovaj krug koristi razdjelnike potencijala za mjerenje otpora i dodaje značajku promjenjivog maksimalnog napona za aspekt voltmetra.

Slično kao što multimetar može mjeriti napon u različitim fazama, 20V, 2000mV, 200mV itd. Itd., Krug vam omogućuje da promijenite maksimalni napon koji uređaj može izmjeriti.

Preći ću samo na svrhu različitih komponenti.

Korak 3: Razumijevanje sklopa: Svrha komponenti

1) Arduino se koristi za funkciju analognog čitanja. Ovo omogućava Arduinu da izmjeri razliku potencijala između odabranog analognog pina i njegovog uzemljenja. U osnovi napon na odabranom pinu.

2) Potenciometar se koristi za promjenu kontrasta LCD ekrana.

3) Nadalje, LCD ekran će se koristiti za prikaz napona.

4) Dva otpornika iste vrijednosti koriste se za stvaranje razdjelnika potencijala za voltmetar. To će omogućiti mjerenje napona iznad samo 5V.

Jedan otpornik će biti lemljen na perf ploču dok je drugi otpornik spojen pomoću krokodilskih kopči.

Kad želite veću preciznost i maksimalni napon od 5 V, spojili biste krokodilske kopče bez otpora između njih. Kad želite maksimalni napon od 10 V, spojite drugi otpornik između krokodilskih kopči.

4) Ispravljač mosta se koristi za pretvaranje bilo koje izmjenične struje, možda iz dinama, u istosmjerni. Osim toga, sada ne morate brinuti o pozitivnim i negativnim žicama pri mjerenju napona.

5) 1K otpornik koristi se za izradu razdjelnika potencijala za ohmmetar. Pad napona, izmjeren funkcijom analognog čitanja, nakon što se 5V unese u razdjelnik potencijala, pokazat će vrijednost otpornika R2.

6) Prekidač za zaključavanje koristi se za prebacivanje Arduina između načina voltmetra i ohmmetra. Kad je gumb uključen, vrijednost je 1, Arduino mjeri otpor. Kada je gumb isključen, vrijednost je 0, Arduino mjeri napon.

7) Iz kruga izlazi 6 krokodilskih isječaka. 2 su sonde napona, 2 su sonde ohmmetra, a posljednje 2 se koriste za promjenu maksimalnog napona multimetra.

Da biste povećali maksimalni napon na 10V, dodali biste drugi otpornik iste vrijednosti između promjenjivih maksimalnih krokodilskih isječaka. Da biste zadržali maksimalni napon na 5 V, spojite te krokodilske pinove zajedno bez ikakvog otpornika.

Kad god mijenjate granicu napona pomoću otpornika, obavezno promijenite vrijednost VR u Arduino kodu na vrijednost otpornika između različitih maksimalnih krokodilskih isječaka.

Korak 4: Sastavljanje kruga

Postoji nekoliko opcija kako sastaviti krug.

1) Za početnike bih preporučio korištenje matične ploče za izradu kruga. Manje je neuredan od lemljenja i bit će lakše otkloniti greške jer se žice mogu lako podesiti. Slijedite veze prikazane na prvim slikama.

Na posljednjoj prevrnutoj slici možete vidjeti 3 para narandžastih žica povezanih ni sa čim. Oni se zapravo spajaju na sonde voltmetra, sonde ohmmetra i pinove za promjenu maksimalnog napona. Prva dva su za ohmmetar. Srednja dva su za voltmetar (mogu biti izmjenični ili istosmjerni napon). A donje dvije služe za promjenu maksimalnog napona.

2) Za iskusnije pojedince isprobajte lemljenje kola na ploču. Bit će trajniji i trajat će duže. Pročitajte i slijedite shemu za smjernice. Nazvan je new-doc.

3) Na kraju, takođe možete naručiti već izrađenu PCB ploču od kompanije SEEED. Sve što trebate učiniti je da lemite komponente. Potrebna Gerber datoteka je pričvršćena u koraku.

Evo veze do mape google pogona sa zip datotekom Gerber:

Korak 5: Kôd za Arduino

#include LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2);

float analogr2;

float analogr1;

plovak VO1; / Napon na razdjelniku potencijala za krug koji mjeri otpor

plovni napon;

otpor plovka;

float VR; / Ovo je otpornik koji se koristi za promjenu maksimalne granice voltmetra. Može se razlikovati

float Co; / Ovo je faktor s kojim se mora pomnožiti napon zabilježen od arduina kako bi se također uzelo u obzir smanjenje napona s razdjelnika potencijala. To je "koeficijent"

int Modepin = 8;

void setup ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

void loop () {{100} {101}

if (digitalRead (Modepin) == HIGH)

{Resistanceread (); }

else

{lcd.clear (); Voltageread (); }

}

void Resistanceread () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5*(analogr2/1024);

Otpor = (2000*VO1)/(1- (VO1/5));

//Serial.println(VO1);

ako (VO1> = 4,95)

{lcd.clear (); lcd.print ("Ne vodi"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("povezano"); kašnjenje (500); }

else

{//Serial.println(Resistance); lcd.clear (); lcd.print ("Otpor:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (Otpor); kašnjenje (500); }}

void Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / Promijenite ovu vrijednost ovdje ako imate drugu vrijednost otpornika umjesto VR -a. Još jednom ovaj otpornik je tu da promijeni maksimalni napon koji vaš multimetar može izmjeriti. Što je ovdje veći otpor, veća je granica napona za Arduino.

Co = 5/(1000/(1000+VR));

//Serial.println(Co);

ako (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0,00); lcd.print ("Ne vodi"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("povezano"); kašnjenje (500); }

else

{Napon = (Co * (analogr1/1023)); Serial.println (Napon); lcd.clear (); lcd.print ("Napon:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (napon); kašnjenje (500); }

}

Korak 6: Kućište sa 3D štampačem

1. Osim akrilnog kućišta, ovaj Instructables će imati i 3D štampano kućište, koje je malo izdržljivije i estetskije.

2. Na vrhu se nalazi otvor za ugradnju LCD -a, a sa strane postoje i dvije rupe za prolaz sondi i Arduino kabela.

3. Na vrhu se nalazi još jedna kvadratna rupa u koju se prekidač može uklopiti. Ovaj prekidač se jednom mijenja između ohmmetra i voltmetra.

3. Na donjim unutrašnjim zidovima postoji utor za uvlačenje debelog komada kartice tako da je krug pravilno zatvoren čak i pri dnu.

4. Da biste pričvrstili stražnju ploču, postoji nekoliko utora na površini teksta gdje se može koristiti gumica za vezivanje.

Korak 7: 3D štampanje datoteka

1. Ultimaker Cura korišten je kao rezač, a fusion360 za oblikovanje kućišta. Ender 3 je bio 3D štampač koji se koristio za ovaj projekat.

2. Datoteke.step i.gcode su priložene ovom koraku.

3. Datoteka.step može se preuzeti ako želite unijeti neke izmjene u dizajn prije ispisa. Datoteka.gcode može se postaviti direktno na vaš 3D štampač.

4. Kućište je napravljeno od narandžaste PLA i trebalo mu je oko 14 sati za štampanje.

Korak 8: Kućište (bez 3D štampanja)

1) Možete koristiti bilo koje staro plastično kućište za njegovo kućište. Vrućim nožem izrežite otvore za LCD zaslon i gumb.

2) Osim toga, na mom računu možete pronaći još jednu instrukciju u kojoj opisujem kako izgraditi kutiju od laserski izrezanog akrila. Moći ćete pronaći svg datoteku za laserski rezač.

3) Konačno, možete jednostavno napustiti krug bez kućišta. Lako će se popraviti i izmijeniti.